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城市水环境系统控制决策支持技术研究

朱春龙  
【摘要】:随着城市化进程的加快和城市用水需求的不断增长,城市水环境将面临水体污染、水质恶化、水源短缺、地下水位持续下降、海水入侵等一系列问题,因而必须采取有效措施控制城市水环境系统的恶化。城市水环境系统既是复合系统,又是动态系统,也是开放系统,还是随机性系统。这就使得城市水环境系统控制决策变得更加困难,更加复杂,需要科学的手段支持城市水环境系统控制决策工作,以避免决策失误带来重大损失。本文的研究正是基于对城市水环境系统控制决策中的一些重要问题的研究,提出了用动态模拟的方法来支持决策行为,意图使得决策更为客观,更加科学,更加符合实际。主要研究成果有: (1) 提出了确定经济排涝标准的方法,分析了在某一排涝标准下最优的排涝策略,通过具体实例计算确定某一城市区的经济排涝标准。 (2) 提出了基于模拟优化技术的确定截流倍数的方法。该方法综合考虑水量水质,点污染源和非点污染源。构造综合考虑水质水量过程的受纳水体质量综合评价指标体系,在分析水污染成因的基础上,建立了水污染损失函数。 (3) 提出了基于连续动态模拟的河流水环境容量计算方法。以长系列降水过程作为系统输入,通过产流、产污计算,河道流量演算,水质演算,得到控制断面的流量过程与水质浓度过程,进一步统计分析得到动态的、随机的水环境容量。通过对水质演算方法的分析,提出了水质逆倒演算方法。建立了基于小波网络的河流水质实时预报模型。提出了城市湖泊周期性换水需水量确定的解析模型。 (4) 提出了确定线性相关方程的最小距离平方和法。在对据非稳定流抽水试验资料确定水文地质参数方法分析的基础上,提出了确定水文地质参数的二次优化算法。将遗传算法与最小二乘法相结合,应用到确定考虑上月降雨影响的月降雨径流关系的参数,发挥不同优化方法的优点,提高了优化计算效率


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